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塔里木河由發源于天山的阿克蘇河、發源于喀喇昆侖山的葉爾羌河以及和田河匯流而成,流域面積19.8萬平方公里,最后流入臺特馬湖。它是中國第一大內流河,全長2179公里,僅次于前蘇聯的伏爾加河,錫爾-納倫河、阿姆-噴赤-瓦赫什河和烏拉爾河,為世界第5大內流河,中國最長的內流河。在新疆維吾爾自治區塔里木盆地北部。歷史上塔里木河河道南北擺動,遷徙無定。最後一次在1921年,主流東流入孔雀河注入羅布泊。1952年在尉犁縣附近筑壩,同孔雀河分離,河水復經鐵干里克故道流向臺特馬湖。
塔里木河(Tarim river)的水網形勢大致是在17~18世紀形成的,在1775年測制的《大清一統輿圖》上,把和田河、葉爾羌河、喀什噶爾河及阿克蘇河四河匯合處匯在今阿克蘇南的阿拉爾地區,匯合處中間為一小島,這與《河源紀略》“會處四水交貫,形若牛欄”相吻合。四水匯阿拉爾后,和田河仍有一部分水入阿合達利亞,大約在百年之前阿合達利亞河才斷流。
至清朝后期,塔里木河在上、中游仍有五條源流(除現阿克蘇河、葉爾羌河、和田河外,還有喀什噶爾河和渭干河)。后因綠洲擴大,源流引水干渠增至563條,支渠1887條,灌溉農田面積60.1萬公頃(據《新疆圖表》統計),人工渠道增多,引水量增加,使喀什噶爾河在清末、渭干河在解放初就失去和塔里木河聯系。
孔雀河在清朝直至本世紀初期,仍從鐵門堡流向阿拉干,是塔里木河下游主要補給水源。1949年以后,上游三源流灌溉面積由35.1萬公頃擴大到1995年的77.7萬公頃,為灌溉這些土地,修建大型干渠5985公里,包括支、斗、農渠總計渠系長度達到58732公里;同時還修建各種渠道建筑物84413座,年引水量達148億立方米,占三源流多年平均總徑流量的75.5%.這就使得葉爾羌河從80年代以后再無水補給塔里木河,和田河季節斷流時間更長,阿克蘇河只有在洪水期有水下泄,枯水期全部通過塔里木河攔河閘引入阿拉爾灌區。塔里木河干流枯水期全部是回歸水和農田排水,洪水期只能流到恰拉和大西海子水庫,大西海子水庫以下從80年代以后基本斷流,只遺留320公里的干河道。